《计算机系统结构》课件ppt存储器

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1、2.2并行存储器六.提高访存速度的措施随着计算机应用领域的不断扩大•处理的信息It也越來越名.对存储器的工作速度和容蜃要求越來越高。此外，因CPU的功能不断增强,I/O设备的数量不断增多,致使主存的存取速度已成为计算机系统的瓶颈。可见，提高访存速度也成为迫不及持的任务。为了解决此问题，除了寻找高速元件和采用层次结构以外，调整主存的结构也可提高访存速度。1•单体多字系统宙于程序和数据在存储体内是连续存放的.因此CPU访存取出的信息也是连续的.如果可以在一•个存取周期内，从同一地址取岀4条指令，然后再逐条将指令送至C

2、PI；执行，也即每隔四分之一存取周期，主存向CPU送一条指令，这样显然增大了存储器的带宽，捉高了单体存储器的工作速度。如F图所示：主存控制部件—单字长寄存器W位H地址寄存器IjW位w位］w位[W位]I……11!数据寄存器存储体ba图2.21多体并行访间寄存器上图所示的是一个单体四字结构的存储器，每字W位。按地址在一个存取周期内可读出4XW位的指令或数据，使主存带宽捉高到4倍。显然，采用这种办法的前握是：指令和数据在主存内必须是连续存放的，一旦遇到转移指令，或者操作数不能连续存放，这种方法的效果就不明显。2.多体并

3、行系统名体并行系统就是采用多体模块组成的存储器。侮个模块冇相同的容最和存取速度，各模块各门都有独立的地址奇存器、地址译码器、驱动电路和读写电路，它们能并行工作，又能交叉工作。地址MoM,M,Mj岛位交义编址的命体存储器图2.2.2离位交叉寄存器结构并行工作即同时访问N个模块，同时启动，同时读出.完全并行地工作，上图是适合于并行工作的高位交叉编址的务体存储器结构示总图，图中程序按体内地址存放，一个体存满后，再存入下一个体。显然，高位地址可农示体号。按这种编址方式，只要合理调动，便可捉高存储器的带宽。例如，当第一个体

4、用以执行程序时，另一个体町用來与外部设备进行直接存储器访问，实现两个体并行工作。地址MoMtM2M)低位交艾编址的多体心储器图223低位交叉寄存器结构在按低位交叉编址的多休模块结构示意中，程序连续存放在郴邻休中，显然低位地址用來表示体号，高位地址为体内地址。这种编址方法又叫作模M編址（M等于模块数）,--般模块数M取2的方幕，使硬件电路比较简单。有的机器为了减少存储器冲究,采用质数个模块，如我国银河机的M为31,其硬件实现比较复杂。筋体模块结构的存储器采用交叉编址后，可以在不改变每个模块存取周期的前捉•下，捉高存

5、储器的带宽。下图示意了四个存储体交叉访问的时间关系，负脉冲为启动毎个体的工作信号。虽然对每个体lfiJ.7.存収周期均未缩短，但由于CPU交叉访问各体，最终在一个存収周期的时间内，实际上向CPU提供了4个存储字。如果每模块存储字长为32位，则在一个存収周期内，存储器向CPU提供了32X4=128位二进剧代码，大大加宽了存储器的带宽。时间启动存储体0启动存储体1启动存储体2启动存储体3单体单体访存周期-X—访存周期一片•*••・1—{•1•r”▼i.w"*a."八!!!!!—::::1•'•1!s07UHUH:;:

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